我公司2002年10月购进一台FINN-POWER 激光切割机,该机电机部分采用了目前最先进的直线马达、磁悬浮直线导轨,致使其定位速度高达300米/分钟,切割速度25米/分钟(1mm铁板,N2保护时),在当时是亚洲唯一一台采用线形马达的高速激光机。该机输出功率为3500W。
9 i* b( M3 \. j+ a1 |. a: h该机于2003年2月中旬突然出现功率下降。具体表现为:2.5mm铝板切割不了;厚铁板也切割不了。按常规进行检查,程序正常(焦距偏置与功率设定)、焦距未变、切割镜外观无异常、气压正常、气体纯度正常(气瓶未更换),气嘴对中度很好;9 L/ R8 @, C( U5 s
3 k' h9 E0 Z9 `" O5 P$ j4 j9 z( a0 h0 n# k" g; @6 g
观察发生器玻璃管颜色,发现即使大功率时也为粉红色(见图片1),由此可以推断是发生器出了故障。
2 ~" U; ~& Y& l" @- Z
# I4 `8 T8 i; v; V+ W' j
+ ]: i& O4 ~9 c, E: w# W& E3 K (图片1)& B% p) i: Z" T, h; \9 U6 U
与香港代理商和芬兰FINN-POWER公司电话及e-mail联系。陈述检查的项目及结论后,对方要求做两个试验:1、发生器漏气检查;2、烧热敏纸,并e-mail检查结果图片。
7 |& k, p( {1 B8 g" I( I- F: O发生器漏气检查是在操作工的操作下进行机床漏气自行检查,正常情
6 k' ^% M. C7 o8 b8 p9 u况下漏气 ) g; w( K* w' S( u
不能大于5mbr/小时,结果发现漏气达到54 mbr/小时(见图片2)" a: U$ X) T5 R' f! Y. b! M( B
; {- M- G2 z9 k! h* _6 E* \$ P1 f+ _8 }
图片2 图片3 7 t6 a& I/ P8 j: y* k
以断定发生器已出现漏气。
2 R3 D4 ?6 W4 C- `, O) ~( A对该机做热敏纸燃烧实验时,发现所烧孔不圆且未烧穿(见图片3),根据以往经验,可以初步判定该机功率已降低且激光传输角镜有偏移。
- U. e* H/ r6 f) T" E9 [, u8 F) D- V1 Y
后香港代理商维修人员来现场进行上述常规检查,结果与上述无异。便决定检查发生器部分。
# w9 M% g! h3 {. Q2 i% a' w1 B8 `# C) B7 s C
/ S3 z3 o8 N" E* U图片4
2 M/ z( q2 n" X* y4 U2 b经仔细排查,发现发生器玻璃管已有裂缝(见图片4)。由于该机为亚洲引进的第一台机,发生器玻璃管香港及国内没有备件。经过设备制造商
, V, |3 g I# a
9 b5 P1 ?; A6 R6 c3 H% F4 O
) u7 I7 c. i+ z3 z: b& o3 N i0 B2 j( ]2 U5 l- b
4 A0 A0 ?- G. M7 C% x7 b) d. o( B( W1 p3 h
2 _8 ?/ t! g4 B" y1 D
9 @( |8 p- f( @1 D1 r, }5 E9 [( F
( v# ^8 X! S; v2 Q) |1 O: V) a& f+ ~; ~% Y
图片5 图片6 ' O! \" d1 h' {9 M$ x+ {4 O1 D) V
FINN-POWER公司同意,我们试着用玻璃胶密封裂纹,做发生器漏气检+ Z' G$ V7 `0 m5 N7 q
查,已正常(见图片5),每小时漏气0.6 mBar,达到每小时漏气小于5 mBar要求。4 j5 t5 i+ p0 O; p \# Q5 k
但观察激光发生器,发现用玻璃胶密封部分的发生器玻璃管颜色变成了暗红色(见图片6),可判断切割功率很低。做热敏纸燃烧实验,发现所烧孔比图片3更偏心
& `4 X, N6 o* q- n
* J1 Y1 W) S' X/ e3 x* H8 z% [: W. j& w) N4 v5 U! O
2 y, |, f( @8 y8 f9 U/ ~7 |4 v
图片7
$ y% ?% |4 Y) o1 D(见图片7的最大孔)。由于在代理商检查发生器时,取出发生器反光镜进行外观观察,可能安装后导致发生器反光镜偏离。因该发生器对中要特殊工具,我们只能等设备制造商FINN-POWER公司维修人员前来修理。9 ` f/ B, c+ b7 k8 _8 S
FINN-POWER维修工程师对该机的5个反光镜,B轴镜片(该机采用B轴的角度变换来控制激光输出功率)进行了清洁保养。用专用工具,花大量的时间进行光束对中工作(见图片7中最下孔)。检查完毕,激光发生器玻璃管颜色正常,用专用工具检测激光功率略微低于正常水平。便将B轴镜片更换,测试功率完全正常。1 G F' Z1 L9 [) d# N4 h# Q, c
针对此次玻璃管破裂,可能的原因及预防措施:, y) u" C3 z* r/ I3 ?) B- H
1、 n" x! g: ~4 V1 I; F0 ^8 a, m
空气湿度太大。因为在玻璃管破裂之前,操作工发现发生器外罩有水珠滴出;且在检查破裂玻璃管壁上有水印痕迹。对此,公司增加了两台5匹空调、一台8匹空气干燥机;FINN-POWER工程师将该机发生器室内空调温度调至22℃,与发生器冷却水温度相同(22℃)。而在此次事故之前,发生器室内空调温度设定为26℃,低温的玻璃(22℃)遇湿度大的高温空气,也可能导致玻璃破裂。
% P/ v! t3 x7 Y- W* e8 G2、3 }$ b0 @( {' A. c
玻璃管内气压与玻璃管外气压差23mbr。FINN-POWER维修工程经过检测发现玻璃管内与玻璃管外有气压差,现已将管内填充压力与管外设定一致,减少出现压差的可能。
7 ]; x, s% C1 R# F7 Y# i' {3、
4 K3 s4 u; o5 x7 q- v5 B6 B5 T8 UB 轴的老化或者缺陷也影响激光机功率的输出。
& u# l4 V( i2 c. L5 V4、
( S2 M$ w. ?* C1 Z, ^ j在无专用调校光路对中(5个反光镜的位置)工具前,不能撤卸激光器的反光镜。如果在更换玻璃管前不撤卸反光镜,玻璃管更换后,功率应能够上去。
* J4 Y3 @) J- Y& R# m; a }. H3 |+ _- I7 E0 I+ O
关于图片分辨率问题,我已做了改进,为使本文结构更合理,我添了一张图片(一张更直观的调节激光中心前后的对比图—图片7)。
0 @+ E9 W& }! i. ]% H' p. G) j图片6的分辨率难以达到很好的效果,因为照时激光机功率低,呈暗红色,印刷出来,黑白可能不清楚。可否取消?请斟酌!! |